大理石作为典型的硬脆性材料,广泛用于室内外装饰设计、幕墙装饰、精密仪器底座及公共设施建设上。但传统的加工手段存在效率低下、加工模式及环境较差、缺乏专业知识的辅助、劳动强度高及对人体伤害大等诸多问题。随着中国制造2025及国家振兴石材战略的提出,石材行业开始使用数控装备等诸多先进智能制造设备,而传统石材加工以磨削为主,在数控装备中进行磨削时磨粒工具易出现磨损,影响形状精度。目前数控装备中使用切削较多,而切削运用于石材加工缺乏必要的理论。因此,本文针对石材切削加工机理设计了三个实验(大理石的划擦、单点车削及铣削实验),通过改变切削参数(主轴转速、进给速度、切削深度及切削宽度),分析其对实验结果(粗糙度、切削力等)的影响规律,其最终目标是揭示大理石切削加工过程的刀-工作用机制、石材破碎形式,及不同参数对加工表面形貌的影响。(1)进行了划擦实验,通过切向力除以轴向力得到摩擦系数,结果发现,线速度对摩擦系数和划擦力影响较小,切深增大会使摩擦系数和划擦力增大;划擦实验中汉白玉断裂形式以晶间断裂为主,伴有少许的穿晶断裂;(2)进行单点车削实验,结果发现线速度对切削力的影响较小,切深增大,切削力随之增大;车削区域表面的裂纹在扩展过程中总能避开剪切强度较大的地方,选择往较小处延伸,且汉白玉在受冲击时,其逐层剥落主要是沿着晶间裂纹进行的,当遇到较大阻碍后,裂纹就会沿着垂直于走刀方向的继续扩展。(3)进行正交铣削实验,分析了切削参数对切削力和粗糙度的影响主次,结果发现,切削参数对切削力的影响主次为:切深>主轴转速>切宽>进给速度;切削参数对表面粗糙度的影响主次为:进给速度>切宽>主轴转速>切深。针对数据拟合了切削力和粗糙度方程,进行显著性检验。(4)进行单因素铣削实验,结果发现,主轴转速的增大使切削力增大,切屑粒径变小;进给速度的增大使切削力增大,切屑粒径变大。